工業(yè)DHA微膠囊物理性質(zhì)的表征

汪碧峰，陳曉東

（廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院, 福建 廈門 36100 5）

DHA屬于ω-3系多元不飽和脂肪酸(ω-3 PUFA)，是一種對(duì)人體非常重要的多元不飽和脂肪酸。近年來，隨著人們健康意識(shí)的加強(qiáng)及對(duì)DHA保健功能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值認(rèn)識(shí)的加深，特別是在營(yíng)養(yǎng)學(xué)家提出了必需脂肪酸的必要量和攝入ω-3型脂肪酸和ω-6型脂肪酸的比值(ω-3/ω-6)問題以后，DHA的提取開發(fā)已成為食物和藥物資源開發(fā)利用的熱點(diǎn)。眾多研究結(jié)果表明，DHA具有多種生理功能，如健腦益智、保護(hù)視力、抑制血小板凝聚，減少血栓形成，預(yù)防心血管疾??；降血脂、防動(dòng)脈硬化；抗炎和抑制過敏反應(yīng)；抑制腫瘤生長(zhǎng)，降低癌癥發(fā)病率等。這些重要作用已經(jīng)引起了食品、醫(yī)藥和保健品領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。因此，對(duì)DHA的研究和新產(chǎn)品的開發(fā)已成為了時(shí)下的熱點(diǎn)話題。

目前，DHA的開發(fā)利用主要存在2個(gè)問題：一是來源問題；二是穩(wěn)定性問題。這兩大關(guān)鍵問題限制了其應(yīng)用和推廣。尤其是穩(wěn)定性問題(氧化和異腥味)，已成為其在食品中廣泛應(yīng)用的瓶頸。DHA由于含有5個(gè)活潑的亞甲基，極易受光、氧、熱、金屬元素及自由基的影響而發(fā)生氧化。同時(shí)，氧化了的DHA不僅失去了原有的營(yíng)養(yǎng)和醫(yī)藥價(jià)值，而且對(duì)人體有害。其中過氧化物能破壞人體中的DHA而引起癌變，氧化產(chǎn)物丙二醛能使蛋白質(zhì)交鏈而使肌肉失去彈性，黑色素增多，是人體老化的重要因素。脂類氧化物還能使血管粥狀化，損壞血管內(nèi)壁使之變脆，導(dǎo)致高血壓和腦溢血。同時(shí)，DHA的氧化也是產(chǎn)生異腥味的重要原因，其氧化的最終產(chǎn)物是各種具有揮發(fā)性的低級(jí)醛和酮,這些物質(zhì)使食品出現(xiàn)魚腥味、油漆味、青草味以及金屬味等異味，因此，必須防止DHA被氧化。

微膠囊技術(shù)是一種用成膜材料將固體顆粒、液體顆?；蚴菤怏w包覆使其形成微小粒子的技術(shù)。無論芯材物質(zhì)具有親水性還是具有親油性，大多數(shù)均可以被包裹。其作為DHA的載體，具有很多特別的優(yōu)勢(shì)。首先，它可以改善物質(zhì)的形態(tài)(液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài))；其次，可以控制物質(zhì)的釋放過程；第三，提供穩(wěn)定的環(huán)境，保護(hù)芯材物質(zhì)不被氧化；第四，可以遮掩DHA釋放出來的異腥味。正是由于微膠囊技術(shù)具有這么多特別的優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于食品和制藥領(lǐng)域[1]。

然而，有關(guān)DHA微膠囊性質(zhì)的表征不足，使人們對(duì)生產(chǎn)出來的DHA微膠囊產(chǎn)品沒有一個(gè)完整的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這給工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用帶來了很多不便之處。例如，在生產(chǎn)中應(yīng)該保證顆粒具有良好的表觀形態(tài)，均一的尺寸分布還有良好的流動(dòng)性。同時(shí)，作為食品成分，微膠囊顆粒不應(yīng)該具有特殊氣味，應(yīng)該保持良好的親水性、分散性、溶解性以及熱穩(wěn)定性。這些性質(zhì)對(duì)于優(yōu)化微膠囊的制備過程、包裝過程以及儲(chǔ)運(yùn)過程具有重大影響。目前，有關(guān)DHA微膠囊物理性質(zhì)的研究主要集中在對(duì)其表觀形態(tài)、粒徑分布、顏色、濕度、溶解度、水分活度、油含量、微膠囊化效率等方面[2～5]。而對(duì)其流動(dòng)性，復(fù)水性質(zhì)，熱力學(xué)性質(zhì)的研究較少。同時(shí)，顆粒的震實(shí)密度是其基本性質(zhì)之一，它對(duì)產(chǎn)品的儲(chǔ)存、進(jìn)料以及壓縮過程都有重大影響。震動(dòng)次數(shù)是影響其震實(shí)密度的重要因素之一，在較小的震動(dòng)次數(shù)內(nèi)，震動(dòng)次數(shù)與震動(dòng)過程中體積減少量的比值與震動(dòng)次數(shù)之間存在著線性關(guān)系[6]；同時(shí)，隨著震動(dòng)次數(shù)的增加，震實(shí)密度會(huì)趨于一個(gè)定值，通過適當(dāng)?shù)年P(guān)系式可以預(yù)測(cè)震動(dòng)過程中不同震動(dòng)次數(shù)的震實(shí)密度值[7]。顆粒的尺寸分布[8]也是影響顆粒震實(shí)密度的重要因素，對(duì)于精細(xì)顆粒(50μm以下)，尺寸分布越廣，孔隙率就會(huì)越小，震實(shí)密度也就越大，而在顆粒累積含量達(dá)到50%對(duì)應(yīng)的顆粒粒徑di50低于15μm時(shí)，顆粒的震實(shí)密度會(huì)隨著di50的增加而增加，而在di50大于15μm時(shí)，顆粒的震實(shí)密度不會(huì)隨di50的增加而變化。在顆粒粒徑分布滿足Andreasen方程的情況下，顆粒取得最大震實(shí)密度的粒度分布系數(shù)q介于0.7和0.9之間。同時(shí)，顆粒的形態(tài)對(duì)其震實(shí)密度也有重大影響，Miyajima等通過多元回歸分析對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，給出了床層孔隙率與顆粒的平均球形度、表面光滑度、真密度和粒徑之間的關(guān)系式。總體而言，目前有關(guān)顆粒震實(shí)密度的研究較少，而且，震 動(dòng)方法和外力作用等條件的不同，會(huì)導(dǎo)致震實(shí)密度的測(cè)量結(jié)果各異。

因此，本文研究的目的就是在對(duì)所選定的DHA微膠囊的各個(gè)物理性質(zhì)進(jìn)行綜合表征的同時(shí)，對(duì)測(cè)量過程中影響DHA微膠囊震實(shí)密度的3個(gè)因素(震動(dòng)次數(shù)，震動(dòng)頻率，震幅)進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

DHA微膠囊采購于中國某生物工程有限公司，其各方面物理性質(zhì)代表著國內(nèi)DHA微膠囊工業(yè)化產(chǎn)品的典型特征，其主要成分為乳清蛋白50%，蔗糖10%，麥芽糖糊精10%，DHA30%。通過噴霧干燥法造粒，壓縮空氣進(jìn)口溫度為190℃，出口溫度為90℃，乳液乳化溫度為45～50℃，產(chǎn)量為180 kg·h-1。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 表觀形態(tài)

DHA微膠囊形態(tài)學(xué)通過S-4800型掃描式電子顯微鏡觀測(cè)。將DHA微膠囊固定在雙面導(dǎo)電膠上，通過離子濺射儀在其表面噴涂一層金屬 鉑膜，電壓加速度為10.0kV。

1.2.2 粒徑分布

顆粒的粒徑分布通過Mastersizer 2000型激光粒度儀采用干法測(cè)量。進(jìn)氣壓力為0Pa，進(jìn)樣速率為30%，進(jìn)樣震動(dòng)強(qiáng)度是80%，遮光度設(shè)定在0.5%～6%之間，采用Mie氏散射理論分析，測(cè)量結(jié)果通過體積直徑表述。

1.2.3 密度

微膠囊顆粒松裝密度（ρb）和震實(shí)密度（ρb）通過BT-1000型粉體綜合性質(zhì)測(cè)定儀，采用中國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 1479-84, GB/T21354-2008)來測(cè)量。震實(shí)密度測(cè)量選取的震動(dòng)頻率250次·min-1，震幅為3mm。

震實(shí)密度（ρbt）隨震動(dòng)次數(shù)、震動(dòng)頻率以及震幅變化的實(shí)驗(yàn)采用GP-01型粉體震實(shí)密度儀測(cè)量。震動(dòng)頻率變化范圍為0～160次·min-1，震幅變化范圍為0～35 mm。將粉體注入上下可分離的圓柱形容器(容器下部分組件V= 100 cm3, m1=404.29 g)中，將其固定于震動(dòng)裝置上，震動(dòng)結(jié)束后將上下兩部分分離，用刮板除去下部組件上多余粉體，稱其重量m2。震實(shí)密度（ρbt）通過式（1）來計(jì)算：

微膠囊顆粒真實(shí)密度（ρt）通過3H-2000TD型全自動(dòng)真密度分析儀采用阿基米德原理-氣體置換法來進(jìn)行測(cè)量。進(jìn)樣質(zhì)量為7～8 g，選用氦氣作為分析氣體，進(jìn)氣壓力為0.1 MPa，平衡時(shí)間為1 min。

1.2.4 孔徑分布和比表面積

顆?？讖椒植己捅缺砻娣e通過PM60-7-LP型全自動(dòng)孔隙分析儀采用壓汞法測(cè)量，假定孔為圓柱形，采用Washburn方程進(jìn)行計(jì)算，設(shè)定汞的接觸角和表面張力分別為140°和480erg·cm-2，壓力范圍在22.41kPa～206.85MPa之間。

1.2.5 流動(dòng)性和噴流性

顆粒流動(dòng)性和噴流性通過Carr流動(dòng)指數(shù)法[9]綜合表征。其中，卡爾壓縮率、休止角、崩潰角、差角、平板角、分散度等參數(shù)通過粉體綜合性質(zhì)測(cè)定儀測(cè)量。

休止角（θr）的測(cè)量：顆粒透過震動(dòng)篩沿著漏斗從一定高度緩緩注入直徑為80mm的不銹鋼底座上，漏斗底部小孔直徑為1mm，固定在離底座45mm處，當(dāng)物料落滿底座呈對(duì)稱的圓錐體并且不再堆高時(shí)，關(guān)閉震動(dòng)篩，停止加料，休止角即為底座水平面與顆粒堆積形成的圓錐體錐線之間所形成的夾角。分別測(cè)量 0°，120°，240°這 3 處休止角，求取平均值θr，其中顆粒可否自由流動(dòng)的休止角臨界值為40°。

卡爾壓縮率（CI）是表征顆粒流動(dòng)性的一個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)CI小于15%時(shí)表示顆粒為非粘性顆粒，流動(dòng)性很好；當(dāng)CI大于25%時(shí)表示顆粒為粘性顆粒，流動(dòng)性很差?？枆嚎s率通過式（2）來計(jì)算：

平板角 (θs)的測(cè)量：將物料緩緩堆積在放有細(xì)長(zhǎng)平板的接料盤中，使物料呈自然松散狀，使物料沒過平板20～30 mm，將平板與接料盤緩緩分離，則物料在平板上形成一個(gè)堆積體，分別測(cè)量平板兩端和中間處斜面與平板之間所形成的夾角，求取平均值θs1。將平板上附有的小鐵錘慢慢提高至指定高度處(約10 mm)，使其落下，待新形成的堆積體穩(wěn)定之后再次測(cè)量平板兩端和中間處斜面與平板之間的夾角，求取平均值θs2，則平板角的大小通過式（3）來計(jì)算：

顆粒尺寸分布的均一性通過均齊度Cu來表示，Cu值的大小通過式（4）來計(jì)算：

Cu＜2：顆粒尺寸可以看作是均一的；Cu＞2：顆粒尺寸可以看作是分散的。

di60%和di10%分別是顆粒尺寸分布累積含量達(dá)到60%和10%時(shí)所對(duì)應(yīng)的顆粒的直徑。

崩潰角（θf）的測(cè)量：在休止角測(cè)定完成之后，將測(cè)定底座附有的小 鐵錘慢慢提高到底座下部，使其落下，如此進(jìn)行3次同樣操作，待新形成的顆粒堆積體穩(wěn)定之后，分別測(cè)量 0°，120°，240°三處底座水平面與顆粒堆錐線之間形成的夾角，求取平均值θf。

分散度（Ds）的測(cè)量：粉體在空氣中的飄散程度稱為分散度。稱取10.00g物料注入內(nèi)徑為40mm的圓柱形容器，容器底部有一滑片堵住，容器下方15mm處有一內(nèi)徑100mm，高300mm的圓柱形有機(jī)玻璃管，玻璃管下方15mm處有一內(nèi)徑為100mm的接料盤，移開滑片，物料落入盤中，稱量盤中物料質(zhì)量M1，連續(xù)測(cè)量3次，求出平均值M。分散度的值通過式（5）來計(jì)算：

1.2.6 復(fù)水性

采用CX31型生物光學(xué)顯微鏡觀測(cè)DHA微膠囊的復(fù)水過程，放大倍數(shù)為200倍，顯微鏡與DP21型CCD攝像機(jī)相連，通過Standard圖像處理軟件控制。將微膠囊顆粒分散于載玻片上，再用滴管移取水滴，滴于顆粒之上，復(fù)水完成后，停止視頻采集。選取復(fù)水過程不同時(shí)刻（5s、10s、15s、20s）的圖片。

1.2.7 熱力學(xué)性質(zhì)

采用TG 209F1型同步熱分析儀進(jìn)行熱重分析，稱取約5mg樣品于TG的樣品盒，從室溫升至500℃，升溫速率為10℃·min-1，氮?dú)饬髁繛?00mL·min-1，測(cè)定微膠囊產(chǎn)品的TG-DTG曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 表觀形態(tài)觀察

微膠囊許多性質(zhì)都與其表觀形態(tài)有關(guān)，顆粒的孔隙，表面完整性以及芯材在微膠囊中的分布影響著微膠囊對(duì)氧化性物質(zhì)的保護(hù)及微膠囊的溶解性，同時(shí)微膠囊顆粒外部表面形態(tài)與微膠囊產(chǎn)品的流動(dòng)性也密切相關(guān)。

圖1 DHA微膠囊的表觀形態(tài)Fig.1 SEM observation of surface morphology of DHA microcapsules

由圖1(A)可以看出，DHA微膠囊尺寸分布很廣，大部分已經(jīng)破碎，少量顆粒粘結(jié)在一起，微膠囊化效率很低。圖1(B)可以看出，圓形結(jié)構(gòu)顆粒囊壁表面較為光滑，表面有凹陷、裂縫和孔洞現(xiàn)象，包埋效果不好。圖1(C)可以看出，破碎的顆粒大小參差不齊，大部分壁材已與芯材分離。從圖1(D)可以看出，破碎顆粒內(nèi)部疏松多孔，有類似海綿的微小結(jié)構(gòu)。

2.2 粒徑分布

顆粒尺寸大小對(duì)其表觀形態(tài)、流動(dòng)性和溶解性有重要影響。一般而言，粒度小，則易溶于水，但粒度太小，則產(chǎn)品分散性不好，易結(jié)團(tuán)；粒度大，內(nèi)部有蜂窩狀空隙，則產(chǎn)品的溶解性好。

DHA微膠囊顆粒的尺寸分布如圖2所示，粒徑分布在1～400μm之間，體積平均粒徑為81μm，中位徑粒度為66μm，di10%為24μm，di60%為79μm，Cu值為3.31，顆粒尺寸分布是發(fā)散的。

圖2 DHA微膠囊的粒徑分布Fig.2 Particle size distribution of DHA microcapsules

2.3 密度

松裝密度是指顆粒在特定容器中處于自然充滿狀態(tài)后單位體積的質(zhì)量。松裝密度過低，加大了顆粒的包裝、儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本。顆粒的真實(shí)密度是指顆粒的質(zhì)量除以不包括顆粒內(nèi)部任何孔隙的體積所得的密度。震實(shí)密度是指一定質(zhì)量(或體積)的粉體裝填在特定容器后，對(duì)容器進(jìn)行一定強(qiáng)度的震動(dòng)，從而破壞粉體顆粒間的空隙，使顆粒處于緊密狀態(tài)，這時(shí)單位體積粉體的質(zhì)量叫做粉體的震實(shí)密度。顆粒的震實(shí)密度也是顆粒的一項(xiàng)基本性質(zhì)，它與顆粒的團(tuán)聚、流動(dòng)、壓縮等性質(zhì)密切有關(guān)。同時(shí)，對(duì)其進(jìn)料、包裝以及儲(chǔ)運(yùn)過程都有重大影響。

表1 DHA微膠囊密度Tab.1 The density of DHA microcapsules

然而，震動(dòng)方法和外力作用等條件的不同，會(huì)導(dǎo)致其震實(shí)密度的測(cè)量結(jié)果各異。圖3所示為震實(shí)密度隨震動(dòng)次數(shù)變化之間的關(guān)系，當(dāng)震動(dòng)次數(shù)達(dá)到一定數(shù)值(1000)之后，顆粒的震實(shí)密度將不會(huì)發(fā)生明顯變化，這與Miyajima等人的研究結(jié)果一致。圖4和圖5分別表示震實(shí)密度隨震動(dòng)頻率和震幅變化之間的關(guān)系圖，從圖中可以看出，當(dāng)震動(dòng)頻率和震幅分別達(dá)到112min-1和9mm之后，震實(shí)密度也不會(huì)再發(fā)生明顯變化。

圖3 震實(shí)密度隨震動(dòng)次數(shù)的變化關(guān)系Fig.3 Relation between tapping number and tap density(f =128 min-1, A=3 mm)

圖4 震實(shí)密度隨震動(dòng)頻率的變化關(guān)系Fig.4 Relation between tapping frequency and tap density(N=1000, A=3 mm)

圖5 震實(shí)密度隨震幅的變化規(guī)律Fig.5 Relation between amplitude and tap density (N=1000,f=128 min-1)

2.4 孔徑分布與比表面積

微膠囊顆粒的孔徑分布和比表面積直接影響其吸水性以及功能性組分的傳遞過程，它是微膠囊顆粒的加工性質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)。孔隙率及比表面積的大小直接影響著功能性組分的崩解和溶出，溶出越快，越易吸收，功能性組分的生物利用度也就越高。因此，孔隙率和比表面積大小的確定對(duì)微膠囊產(chǎn)品的應(yīng)用及其應(yīng)用范圍的 擴(kuò)大有著重大意義。

顆粒中的微孔包括顆粒與顆粒之間的微孔和顆粒內(nèi)部的微孔。這2種微孔在通過壓汞法測(cè)量時(shí)，一般會(huì)出現(xiàn)2個(gè)峰，如圖6所示。低壓對(duì)應(yīng)著顆粒與顆粒之間的孔隙，該孔隙孔徑較大，允許汞蒸氣在低壓狀態(tài)下進(jìn)入，而顆粒內(nèi)部孔隙孔徑較小，只有通過高壓才可以將汞蒸氣壓入。從圖6中可以看出，DHA微膠囊的2種微孔分布明顯，孔徑分界點(diǎn)為0.3μm。其中，顆粒與顆粒之間的孔容為0.56cm3·g-1，比表面積為 4.73m2·g-1，顆粒內(nèi)部孔容為 3.03 cm3·g-1，比表面積為 0.83m2·g-1，總孔隙率為84%。

圖6 DHA微膠囊顆粒孔徑分布圖Fig.6 Typical pore size distribution of DHA microcapsules

2.5 流動(dòng)性和噴流性

在食品生產(chǎn)過程中，顆粒流動(dòng)性和噴流性隨生產(chǎn)工藝、粒度大小、水分含量、顆粒形狀、壓實(shí)力大小和壓實(shí)時(shí)間長(zhǎng)短等因素的不同而有明顯的變化。同時(shí)，食品顆粒的流動(dòng)性和噴流性決定了食品顆粒的輸送、篩選、干燥等環(huán)節(jié)的操作。因此，準(zhǔn)確評(píng)定DHA微膠囊顆粒的流動(dòng)性和噴流性對(duì)其工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用具有重要意義。

流動(dòng)性指數(shù)Fw是單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目（休止角θr，卡爾壓縮率CI，平板角θs，均齊度Cu）指數(shù)化后的累加。休止角表征食品粉體顆粒堆積層的自由表面在靜止?fàn)顟B(tài)下可以形成的最大角度。它對(duì)食品顆粒的流動(dòng)性影響最大，休止角愈小，食品粉體顆粒的流動(dòng)性愈好。卡爾壓縮率是震實(shí)密度與松裝密度之差與震實(shí)密度之比，卡爾壓縮率越小，顆粒的流動(dòng)性就越好。平板角是指將埋在顆粒中的平板向上垂直提起，顆粒在平板上的自由表面（斜面）和平板之間的夾角與受到震動(dòng)后的夾角的平均值稱為平板角。平板角越小，粉體的流動(dòng)性越強(qiáng)，一般平板角比休止角大。均齊度是以一定的粒度分布判定粉體顆粒均一性的指標(biāo)。它間接反映了粉體壓縮性對(duì)流動(dòng)性的影響。均齊度系數(shù)愈小，顆粒愈均勻，粉體流動(dòng)性愈好。表2是本研究中測(cè)定的卡爾流動(dòng)性指數(shù)的結(jié)果，參照卡爾指數(shù)法[9]得到對(duì)應(yīng)于每項(xiàng)測(cè)量結(jié)果的單項(xiàng)卡爾指數(shù)值，將其數(shù)值累加，計(jì)算出總流動(dòng)性指數(shù)Fw，用以正確綜合評(píng)價(jià)出顆粒的流動(dòng)性質(zhì)。本文中的DHA微膠囊顆粒的總流動(dòng)性指數(shù)Fw為64.5，表明其流動(dòng)性質(zhì)一般。

表2 卡爾流動(dòng)指數(shù)Tab.2 Table of Carr’ s flow indexes

噴流性指數(shù)FD是單項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目（流動(dòng)性指數(shù)Fw，崩潰角θf，差角θd，分散度Ds）指數(shù)化后的累加。顆粒的流動(dòng)性影響著顆粒的噴流性質(zhì)，流動(dòng)性越強(qiáng)其噴流性質(zhì)也就越強(qiáng)。崩潰角表征食品粉體堆積狀態(tài)顆粒受到震動(dòng)發(fā)生崩潰時(shí)的角度。它直觀地表示了食品粉體顆粒的噴流特性，崩潰角愈小，噴流性愈強(qiáng)。差角是休止角與崩潰角之差，差角愈大，粉體的流動(dòng)性和噴流性就愈強(qiáng)。分散度表征粉體在空氣中分散的難易程度稱為分散度，分散度越大其噴流性質(zhì)也就越強(qiáng)。表3是本研究中測(cè)定的卡爾流動(dòng)性指數(shù)的結(jié)果，參照卡爾指數(shù)法[9]得到對(duì)應(yīng)于每項(xiàng)測(cè)量結(jié)果的單項(xiàng)卡爾指數(shù)值，將其數(shù)值累加，計(jì)算出總噴流性指數(shù)FD，用以正確綜合評(píng)價(jià)出顆粒的噴流性質(zhì)。本文中的DHA微膠囊顆粒的總噴流性指數(shù)FD為91.5，表明其流動(dòng)性非常強(qiáng)。

表3 卡爾噴流指數(shù)Tab.3 Table of Carr’ s floodability indexes

2.6 復(fù)水性

復(fù)水性是微膠囊顆粒的一個(gè)重要性質(zhì)，整個(gè)復(fù)水過程大致可以分為4步[10]：潤(rùn)濕(顆粒吸收水分)，溶脹(顆粒吸水后體積變大)，分散(顆粒分散成單個(gè)小顆粒)和溶解(顆粒完全溶解)。然而，復(fù)水過程中的這4個(gè)階段之間界限并不明顯，幾乎都是連續(xù)或者是同時(shí)進(jìn)行的，而且相互影響。

從圖1(A)中可以看出，DHA微膠囊內(nèi)部存在孔隙，所以在溶解過程中會(huì)有氣泡產(chǎn)生。從圖7(A)中可以看到，已有氣泡產(chǎn)生，說明水分已深入顆粒內(nèi)部，開始吸水溶脹，壁面部分由于與水接觸較多，已開始溶解。從圖7(B)中可以看出，顆粒內(nèi)部瓦解，大顆粒開始分散成小顆粒。小顆粒再進(jìn)一步分散溶解在水中，如圖7(C)所示。在達(dá)到20 s時(shí)，顆粒已完全溶解。

圖7 DHA微膠囊復(fù)水過程的顯微形態(tài)Fig.7 Optic microscope photograph of DHA microcapsules be rehydrated in water.

2.7 熱力學(xué)性質(zhì)

從圖8中可以看出，DHA微膠囊顆粒失重主要分為3個(gè)階段。第一個(gè)階段：在升溫開始時(shí)有一干燥和初揮發(fā)段，水分和少量的小分子物質(zhì)逸出，溫度范圍從室溫到115.2℃。在此階段，DTG的失重速率峰與TG的曲線都明顯對(duì)應(yīng)，樣品失重3.5% （從100%到96.5%），質(zhì)量損失很小說明產(chǎn)品水分含量低。第二個(gè)階段：水分和小分子物質(zhì)揮發(fā)后，樣品開始發(fā)生分解反應(yīng)，在115.2～252.9℃范圍內(nèi)，樣品失重30.9% （從96.5%到65.6%）。根據(jù)對(duì)壁材的DSC分析，應(yīng)為蔗糖和部分麥芽糊精分解。第三個(gè)階段：隨著溫度的升高，樣品進(jìn)一步發(fā)生分解，溫度范圍為252.9～480.0 ℃，在此階段，樣品的失重為38.8% （從65.6%到26.8%)，分析應(yīng)是麥芽糊精、乳清蛋白和DHA的分解。以上說明微膠囊化產(chǎn)品熱分解主要經(jīng)過兩個(gè)階段，失重率分別為30.9%和38.8%，由于分解反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，TG曲線連續(xù)下滑，每一階段分界點(diǎn)不明顯，主要通過DTG曲線分析產(chǎn)品的熱解過程。

圖8 DHA微膠囊的TG和DTG曲線Fig.8 The TG curve and DTG curve of DHA microcapsules

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于類似該DHA微膠囊的產(chǎn)品，通過Carr流動(dòng)指數(shù)法可以很好地描述其流動(dòng)性質(zhì)和噴流性質(zhì)；該DHA微膠囊震實(shí)密度起初會(huì)分別隨震動(dòng)次數(shù)、震動(dòng)頻率、震動(dòng)幅度的增加而增加，次數(shù)、頻率和震幅分別達(dá)到1000次，112 min-1和 9 mm之后趨于穩(wěn)定。顯微鏡觀測(cè)可以很好地描述DHA微膠囊的復(fù)水性質(zhì)。

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